Номер 56.4, страница 90 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Работа, мощность, энергия - номер 56.4, страница 90.

Условие.

Задание 56.4. На рисунке показана система из двух блоков, которая часто используется на практике.

а) Опишите, какие блоки здесь использованы и какую функцию выполняет каждый из них.

б) Рассчитайте, с какой силой рабочий тянет за свободный конец верёвки, если масса бадьи с раствором 30 кг. Силу трения и массу верёвки с блоком не учитывайте.

Решение.

а) Опишите, какие блоки здесь использованы и какую функцию выполняет каждый из них.

В системе, показанной на рисунке, использовано два блока: один неподвижный и один подвижный.

Верхний блок является неподвижным блоком, так как его ось закреплена и не перемещается вместе с грузом. Основная функция неподвижного блока — изменять направление действия силы. Это позволяет рабочему, стоящему на земле, тянуть верёвку вниз, чтобы поднять груз вверх, что часто удобнее. Неподвижный блок не даёт выигрыша в силе.

Нижний блок является подвижным блоком, так как он прикреплён к грузу и его ось перемещается вместе с ним. Функция подвижного блока — давать выигрыш в силе. В идеальной системе (без учёта трения и веса самого блока) он даёт двукратный выигрыш в силе, так как вес груза распределяется на два участка верёвки.

Ответ: Использованы неподвижный блок, который изменяет направление силы, и подвижный блок, который даёт выигрыш в силе в два раза.

б) Рассчитайте, с какой силой рабочий тянет за свободный конец верёвки, если масса бадьи с раствором 30 кг. Силу трения и массу верёвки с блоком не учитывайте.

Дано:

Масса бадьи с раствором, $m = 30$ кг

Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Найти:

Силу, с которой рабочий тянет за верёвку, $\text{F}$ — ?

Решение:

1. Сначала определим вес бадьи с раствором ($\text{P}$). Вес — это сила тяжести, действующая на тело:

$P = m \cdot g$

Подставим числовые значения:

$P = 30 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 300 \text{ Н}$

2. Система, состоящая из одного подвижного и одного неподвижного блока, даёт выигрыш в силе в 2 раза за счёт подвижного блока. Вес груза ($\text{P}$) удерживается двумя участками верёвки, поэтому натяжение каждого из них вдвое меньше. Неподвижный блок только изменяет направление силы, не влияя на её величину.

3. Сила $\text{F}$, которую должен приложить рабочий, равна силе натяжения верёвки и в два раза меньше веса груза:

$F = \frac{P}{2}$

Выполним расчёт:

$F = \frac{300 \text{ Н}}{2} = 150 \text{ Н}$

Ответ: Рабочий тянет за свободный конец верёвки с силой 150 Н.